16

Введение.

В состав протоплазмы клеток животного организма, кроме сложных органических веществ – углеводов, липидов, белков, протеидов, витаминов, ферментов и гормонов, входят различные минеральные вещества. Последние играют важную роль в построении макро- и микроструктур клеток и принимают активное участие в общем обмене веществ.

Все известные нам минеральные вещества, входящие в состав любого животного и растительного организма, можно условно разделить на три группы: вода, макроэлементы и микроэлементы.

Химический состав органов и тканей животных и растений позволил установить, что в них содержатся самые разнообразные минеральные элементы. При этом некоторые из них накапливаются в больших количествах – до нескольких сот и даже тысяч миллиграммпроцентов (мг %), содержание же других не превышает тысячных и даже миллионных долей мг%. Первая группа элементов называется макроэлементами, вторая- микро- и даже ультрамикроэлементами.

На значение минеральных солей в питании животных и человека, на их роль в жизнедеятельности организма впервые обратив внимание Г.А Бунге. До этого значение минеральных ве­ществ как пищевых средств было неизвестно. В дальнейшем тщательные исследования в этом направлении были проведены Н. И. Луниным. Ему удалось показать, что мыши, получавшие все известные тогда очищенные составные части молока (казеин, сахар, жир), неизменно погибали. При добавлении к этой искус­ственной диете золы молока мыши жили в течение более дли­тельного времени. Этими опытами была доказана необходимость солей в питании. Животные, питавшиеся пищей, не содержащей минеральных веществ, погибали скорее, чем от голодания. До­бавление к искусственной диете только одной какой-нибудь соли, например NaCI, -ускоряло гибель животных. Добавление же смеси солей давало положительные результаты.

Необходимо было изучить организм животного, выявить, ка­кие именно элементы входят в состав организма. Для этого тру­пы позвоночных животных сжигали и в полученной золе опреде­ляли различные элементы. В результате анализа золы было выявлено в ее составе наличие большей части элементов табли­цы Менделеева. Одни содержались в значительных количест­вах, другие — в ничтожных.

В золе зерен кукурузы под микроскопом обнаружили нити и пластинки золота. Произведенный анализ местных почв и горных пород показал наличие в них золота. В золе пихтовых и сосновых шишек также было обнаружено золото — 7—10 мг на 1 кг золы. Оказалось, что некоторые "растения поглощают золото из почвы.

Некоторые растения накапливают и другие редкие элементы. Иногда металл может составлять до 20% веса их золы. Цветы таких растений меняют свою окраску и тем указывают, что в почве есть тот или иной металл.

Животные получают минеральные вещества, включая макроэлементы, с растительной пищей и питьевой водой. Этим определяется зависимость минерального обмена у животных от содержания минеральных веществ в окружающей среде. Количественно эти элементы входят в состав животного организма в следующих соотношениях:

Углерод 48,43% Водород 6,60%

Кислород 23,70% Кальций 3,45%

Азот 12,85% Сера 1,60%

Фосфор 1,58% Хлор 0,45%

Натрий 0,65% Магний 0,10%

Калий 0,55% Железо 0,01%

В минимальных количествах были обнаружены и ряд других элементов: марганец, молибден, кобальт, медь, цинк и т.д. Отдельные элементы концентрируются в организме в определённых органах и определённых веществах. Чаще всего они неравномерно распределены (Приложение, таблица 1).

Потребность организма в минеральных веществах в различные периоды существования также неодинакова. Она особенно велика в период роста и развития молодого организма и в период беременности, так как без поступления в организм достаточного количества солей кальция, фосфора, магния и фтора невозможно формирование скелета. Недостаточное введение с корма­ми этих элементов должно неизбежно приводить к нарушению процессов обызвествления и роста костей при высокой продук­тивности животных, например, молока у коров, шерсти у овец, яиц у кур. Домашние птицы, не получающие с кормами необхо­димых минеральных соединений, начинают нести яйца с тонкой, легко ломающейся скорлупой.

Минеральные вещества находятся в животном организме в разном состоянии, и в соответствии с этим проявляется и их дей­ствие, Одна из форм - это когда они являются составной частью органических веществ, как сера, которая вхо­дит в состав аминокислот цистеина и метионина, железо являет­ся составной частью гемоглобина, йод — гормона щитовидной железы — тироксина, фосфор присутствует в разнообразных ор­ганических соединениях — ATФ, АДФ, других нуклеотидах, нук­леиновых кислотах, фосфатидах (лецитины и кефалины), раз­личных эфирах с гексозами, триозами и т. д.

Вторая форма — это прочные нерастворимые от­ложения солей углекислого, фосфорнокислого кальция и маг­ния, фтористых и других солей в твердых тканях — в костях, зу­бах, рогах, копытах, пере и т. д. Они составляют их минераль­ный остов.

И третья форма — минеральные вещества, растворённые в тканевых жидкостях. Эта группа мине­ральных веществ обеспечивает ряд условий, необходимых для сохранения процессов жизнедеятельности организма. К числу этих условий относятся осмотическое давление, реакция среды, коллоидное состояние белков, состояние нервной системы и т. д. Эти условия в свою очередь зависят от количества минеральных элементов, их соотношения и качественных особенностей по­следних.

Роль отдельных минеральных веществ.

Натрий и калий

Натрий и калий находятся в организме животных и растений главным образом в виде ионов Na⁺ и К⁺. Их присутствие прежде всего имеет значение для поддержания осмотического давления. Около 90% осмотического давления плазмы крови зависит от на­личия в ней хлористого натрия. Натриевые и калиевые соли плазмы образуют буферные системы крови и выполняют значи­тельную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме. Ионы натрия распределяются преимущественно в биологических жидкостях: в плазме крови, лимфе, панкреатиче­ском соке, слюне, желчи и т. д.; ионы калия - в клетках. Особенно резко это проявляется в распределении Na+, Ca²⁺ и К⁺ в крови. В то время как весь (натрий и кальций содержатся в сыво­ротке крови, более 95% калия содержится в форменных элемен­тах крови— эритроцитах. Ионы натрия и калия обладают спе­цифическим действием на мышечную ткань, являясь антагонис­тами. Так, Na+ поддерживает термальную возбудимость мышц, а К⁺ оказывает угнетающее действие. Хлористый натрий играет важную роль в регуляции водного обмена организма. В расте­ниях калий значительно преобладает над натрием. Поэтому с растительными кормами в животный организм поступает калия значительно больше, чем натрия. Для достижения нужного рав­новесия в организме необходимо вводить с кормами дополнитель­ное количество натрия в виде поваренной соли. Отложение нат­рия в организме происходит в коже, которая является его основ­ным депо. Большие дозы хлористого натрия являются токсическими. Особенно чувствительна к его избытку домашняя птица.

Из организма животных эти катионы выделяются главным образом с мочой и частично с потом.

В регуляции обмена ионов калия принимает участие альдостерон, усиливающий их выделение с мочой, инсулин способствует переходу К⁺ в клетки.